Методика поверки «ГСИ. МАГНИТОМЕТР ВИБРАЦИОННЫЙ 7407 VSM» (МП 105-261-2014)

федеральное государственное унитарное предприятие «УРАЛЬСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ» (ФГУП «УНИИМ»)

«УНИИМ»

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МАГНИТОМЕТР ВИБРАЦИОННЫЙ 7407 VSM МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 105-261-2014

• 1 РАЗРАБОТАНА:

Федеральным Государственным Унитарным Предприятием

«Уральский научно-исследовательский институт метрологии» (ФГУП «УНИИМ»)

• 2 ИСПОЛНИТЕЛИ

  Зам. зав. лаб. 261 Инженер II кат. лаб. 261

  Маслова Т.И., Волегова Е.А.

• 3 УТВЕРЖДЕНА ФГУП «УНИИМ» «>£»           2015 г.

• 4 ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

• 2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

• 3 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 4 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 5 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 6 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 7 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Срок введения в действие__2015 г.

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) распространяется на магнитометр вибрационный 7407 VSM, разработанный и изготовленный фирмой Lake Shore Cryotronics, США, и устанавливает процедуру его первичной и периодической поверок.

• 1.2 Магнитометр вибрационный 7407 VSM (далее - магнитометр) предназначен для измерений магнитного момента жидких, объемных и пленочных образцов, электрического сопротивления пленочных образцов в разомкнутой магнитной цепи.

• 1.3 Область применения: магнитометр применяется на ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента Росии Б.Н.Ельцина», г. Екатеринбург.

• 1.4 Интервал между поверками - один год.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

• 2.1 В настоящей МП использованы ссылки на следующие нормативные документы: Приказ Минпромторга России от 02.07.2015 № 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

3 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

3.1 При проведении поверки выполняют операции согласно таблице 1. Таблица 1 - Операции поверки

Продолжение таблицы 1

• 3.2 Если при выполнении хотя бы одной из операций выявлено несоответствие установленным требованиям, поверка приостанавливается, выясняются и устраняются причины несоответствия, после этого повторяется поверка по операции, по которой выявлено несоответствие.

• 3.3 В случае повторного выявления несоответствия установленным требованиям поверка прекращается, выдается извещение о непригодности.

4 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 4.1 При проведении поверки применяют следующие средства поверки:

• - эталон единицы сопротивления 3-го разряда номинального значения 0,01 Ом, КТ 0,01 (катушка электрического сопротивления Р310);

• - эталон единицы сопротивления 3-го разряда номинального значения 0,1 Ом, КТ 0,01 (катушка электрического сопротивления Р321);

• - эталон единицы сопротивления 3-го разряда номинального значения 1 Ом, КТ 0,01 (катушка электрического сопротивления Р321);

• - ГСО 9444-2009 СО удельной намагниченности железо-иттриевого граната (SRM 2853), удельная намагниченность 27,6 А м²/кг, расширенная неопределенность 0,1 Ам²/кг;

тесламетр ТХ-4/1, диапазон (0,01-1,0) Тл: 6=±[1,5+0,5(Вд/Вх-1)] %; (1,001-1,999) Тл: 8=±3,0 %;

• - мегаомметр Ф4100/3 диапазон измерения сопротивления от 0 до 100 МОм, КТ 1.

• 4.2 Средства измерений (далее - СИ), применяемые для поверки, должны быть поверены и иметь действующие свидетельства (клейма), эталоны должны быть аттестованы и иметь свидетельства об аттестации, стандартные образцы должны иметь действующие паспорта.

• 4.3 Допускается применять другие средства поверки с аналогичными техническими и метрологическими характеристиками.

5 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 5.1 К проведению поверки допускаются лица из числа специалистов, допущенных к поверке, работающих в организации, аккредитованной на право поверки СИ.

6 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 6.1 При проведении поверки требуется соблюдать правила безопасности согласно разделу 9 Паспорта (далее - ПС).

7 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

• 7.1 При проведении поверки должны выполняться следующие условия:

  • - температура окружающей среды, °C

  • - относительная влажность, %, не более

  • - напряжение, В.....................................................................................380±38

  • - частота, Гц

• 7.2 Перед проведением поверки выдержать магнитометр и средства поверки не менее 2 часов в нормальных условиях по 7.1 МП.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

8.1 Проверка внешнего вида и комплектности магнитометра

• 8.1.1 Проводят визуальную проверку внешнего вида и комплектности магнитометра.

• 8.1.2 Магнитометр должен соответствовать следующим требованиям:

• - токопроводящие кабели не должны иметь механических повреждений электроизоляции;

• - магнитометр должен иметь заземляющие устройства.

• 8.1.3 Комплектность магнитометра должна соответствовать комплектности, указанной в разделе 2 ПС.

8.2 Проверка сопротивления электрической изоляции магнитометра

• 8.2.1 Измерение сопротивления электрической изоляции проводят мегаомметром между замкнутыми концами вилки сетевого питания и корпусом магнитометра.

• 8.2.2 Сопротивление электрической изоляции должно быть не менее 20 МОм.

• 8.2.3 Если требование 8.2.2 не выполняется, магнитометр признают непригодным к применению, дальнейшие операции поверки не проводят.

8.3 Проверка идентификационных данных ПО

• 8.3.1 Запустить программу Lake Shore VSM Software, после чего отображаются идентификационное наименование ПО, номер версии. Для проверки цифрового идентификатор использовать ПО - MD5_FileChecker, проверить цифровой идентификатор по файлу IDEAS-VSM Version.exe.

Идентификационные данные ПО проверяют на соответствие таблице 2.

• 8.3.2 Запустить программу MR Measurement System, после чего отображаются идентификационное наименование ПО, номер версии. Для проверки цифрового идентификатор использовать ПО - MD5_FileChecker, проверить цифровой идентификатор по файлу MR.exe.

Идентификационные данные ПО проверяют на соответствие таблице 3.

Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения для измерения магнитного момента

Таблица 3 - Идентификационные данные программного обеспечения для измере-ния электрического сопротивления

• 8.4.3 При отсутствии показаний, магнитометр признается непригодным к применению, дальнейшие операции не производятся.

8.5 Определение относительной погрешности измерения магнитного момента

• 8.5.1 Для определения относительной погрешности измерения используют ГСО 9444-2009 (SRM 2853). Образец помещают в магнитометр и проводят не менее 11 измерений магнитного момента ГСО 9444-2009 (SRM 2853) в приложенном магнитном поле напряженностью 398 кА/м при температуре 298 К.

• 8.5.2 Для полученных рядов измеренных значений магнитного момента вычисляют среднее арифметическое значение результата измерений (М, Ам²) и оценку среднего квадратического отклонения (S, %) по формулам

(1)

•100,

(2)

где М_; - i-результат измерения магнитного момента, А м²; п - число измерений.

• 8.5.3 Вычисляют значение удельной намагниченности (^а,А м²/кг) по формуле

  (3)

ст = — т

где m - масса образца ГСО 9444-2009 (SRM 2853), указанная на этикетке ГСО, кг.

• 8.5.4 Вычисляют значение систематической составляющей (0, %) погрешности результата измерений по формуле

  сг-сг

  0='----С100,

  (4)

где ⁶⁷ — аттестованное значение ГСО 9444-2009, Ам²/кг.

• 8.5.5 Рассчитывают относительную погрешность (8, %) измерения магнитного момента по формуле

  

(5)

где 8со - расширенная неопределенность, приведенная в паспорте ГСО 9444-2009 (SRM 2853), %.

• 8.5.6 Относительная погрешность измерения магнитного момента не должна превышать 6,0 %.

8.6 Определение максимальной напряженности постоянного магнитного поля в зависимости от зазора между полюсами электромагнита

• 8.6.1 Устанавливают зазор 16,3 мм между полюсами электромагнита. Устанавливают максимальную напряженность магнитного поля, которая может быть установлена. С помощью тесламетра проводят три измерения магнитного поля. Датчик тесламетра устанавливают в центр межполюсного пространства.

За результат измерения принимают среднее из трех показаний тесламетра.

Аналогичные измерения проводят для зазора 22,9, 33 и 38,1 мм.

• 8.6.2 Максимальное значение напряженности магнитного поля рассчитывают по формуле

  max

  В

  Во

  (6)

где Н_тах - максимальное значение поля, А/м;

/z₀ - магнитная постоянная, 12,56-10'⁷ Гн/м;

В - среднее значение результатов измерения тесламетром, Тл.

• 8.6.3 Меняют полярность, повторяют операции 8.6.1-8.6.2.

• 8.6.4 Повторяют операции 8.6.1-8.6.3 для зазоров 22,9, ЗЗи 38,1 мм.

• 8.6.5 Максимальная напряженность магнитного поля для зазора 16,3 мм должна быть не менее 1970 кА/м (24,8 кЭ), для зазора 22,9 мм - не менее 1760 кА/м (22,1 кЭ), для зазора 33 мм - не менее 1440 кА/м (18,1), для зазора 38,1 мм - не менее 1300 кА/м (16,3).

8.7 Определение относительной погрешности измерения напряженности постоянного магнитного поля в электромагните

• 8.7.1 Относительную погрешность измерения напряженности постоянного магнитного поля определяют при расположении датчика тесламетра в центре межполюсного пространства, в месте расположения образца для величины зазора 16,3 мм.

• 8.7.2 Помещают первичный измерительный преобразователь (датчик Холла) тесламетра ТХ - 4/1 в центре межполюсного пространства электромагнита, входящего в состав магнитометра.

Проводят не менее 10 измерений в диапазоне от 80 до 1970 кА/м, фиксируя в момент остановки поля показание прибора ТХ - 4/1 Bj _обр, Тл, и измеренное магнитометром значение H_{t изм} , кА/м.

• 8.7.3 Рассчитывают значения напряженности магнитного поля, измеренные прибором ТХ - 4/1 по формуле

  Hi обр

  Bj обр

  До ’

  (7)

где Hi _обр- i-результат, рассчитанного значение напряженности магнитного поля, кА/м;

//₀ - магнитная постоянная, равная 12,56 -10’⁷ Гн/м.

• 8.7.4 Рассчитывают относительную погрешность (8H_t, %) измерения напряженности постоянного магнитного поля по формуле где Я, _ии, - i-результат измерения напряженности магнитного поля, А/м;

  8Н,=

  

  изм

  
  

  •100 ,

  (8)

• 8.7.5 Повторить операции разделов 8.7.1- 8.7.4 для зазоров 22,9; 33 и 38,1 мм.

• 8.7.6 Относительная погрешность измерения напряженности постоянного магнитного поля для зазора 16,3 и 22,9 мм не должна превышать 5,0 %, для зазора 33 мм не должна превышать 8,0 %, для зазора 38,1 мм не должна превышать 9,0 %.

8.8 Определение максимального значения напряженности постоянного магнитного поля, воспроизводимого катушками Гельмгольца

• 8.8.1 Устанавливают максимальную напряженность магнитного поля, которая может быть установлена с помощью катушек Гельмгольца. С помощью тесламетра проводят три измерения магнитного поля. Датчик тесламетра устанавливают в центре катушек Г ельмгольца.

За результат измерения принимают среднее из трех показаний тесламетра.

• 8.8.2 Максимальное значение напряженности магнитного поля рассчитывают по формуле

  max

  В

  в.

  (9)

где Н_тах - максимальное значение поля, А/м;

р₀-магнитная постоянная, 12,56-10’⁷ Гн/м;

В - среднее значение результатов измерения тесламетром, мТл.

• 8.8.3 Меняют полярность, повторяют операции 8.8.1-8.8.2.

• 8.8.4 Максимальная напряженность магнитного поля, воспроизводимого катушками Гельмгольца должна быть не менее 7958 А/м (100 Э).

8.9 Определение относительной погрешности напряженности постоянного магнитного поля, воспроизводимого в катушках Гельмгольца

• 8.9.1 Относительную погрешность измерения напряженности постоянного магнитного поля определяют при расположении датчика прибора в центре катушек Гельмгольца, в месте расположения образца.

• 8.9.2 Помещают первичный измерительный преобразователь (датчик Холла) тесламетра ТХ - 4/1 в центр катушек Гельмгольца, входящих в состав магнитометра.

Проводят не менее 10 измерений в диапазоне от 100 А/м до 7958 А/м, фиксируя в момент остановки поля показание прибора ТХ - 4/1 B_io6 , мТл, и измеренное магнитометром значение _изм , А/м.

• 8.9.3 Рассчитывают значения напряженности магнитного поля, измеренные прибором ТХ - 4/1, по формуле

  Hi обр

  Bi обр

  До ’

  (10)

где Hi _обр- i-результат, рассчитанного значения напряженности магнитного поля, А/м; р₀-магнитная постоянная, равная 12,56-10‘⁷ Гн/м.

• 8.9.4 Рассчитывают относительную погрешность напряженности постоянного магнитного поля, воспроизводимого катушками Гельмгольца (Ж,, %) по формуле

  ВН,=

  

  изм

  

  •100 ,

  (11)

i обр

где Н_11т1 - i-результат измерения напряженности магнитного поля, А/м.

• 8.9.5 Относительная погрешность измерения напряженности постоянного магнитного поля не должна превышать 5,0 %.

• 8.10 Определение диапазона и среднего квадратического отклонения случайной составляющей относительной погрешности при измерении электрического сопротивления четырехзондовым методом

• 8.10.1 Подключают эталон единицы сопротивления 3-го разряда номинального значения 0.01 О.м (катушка электрического сопротивления Р310) к приставке для измерения электрического сопротивления с помощью медных проводов по четырехзондовой схеме.

• 8.10.2 Проводят не менее чем 15-кратные измерения электрического сопротивления эталона единицы сопротивления 3-го разряда номинального значения 0.01 Ом (катушка электрического сопротивления Р310).

• 8.10.3 Для полученного ряда измеренных значений вычисляют среднее арифметическое значение результата измерений (/?. Ом) и среднеквадратического отклонения (S_R. %) по формулам:

  
  
  

  (12)

  (13)

где R, - i-результат измерения электрического сопротивления эталона единицы сопротивления. Ом;

п - число измерений.

• 8.10.4 Повторяют операцию раздела 8.10.1 - 8.10.3 для эталонов электрического сопротивления 3-го разряда номинальных значении 0.1 и 1.0 Ом (катушки электрического сопротивления Р321).

• 8.10.5 Полученные значения Rep. Ом. должны быть в диапазоне (0.01 - 1.1) Ом.

• 8.10.6 Среднее квадратического отклонения случайной составляющей относительной погрешности при измерении электрического сопротивления четырехзондовым методом не должно превышать 5 %.

9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 9.1 Результаты поверки занести в протокол поверки, форма протокола поверки приведена в приложении А к настоящей МП.

• 9.2 Положительные результаты поверки магнитометра оформить согласно Приказу Минпромторга России от 02.07.2015 № 1815 выдачей свидетельства о поверке.

• 9.3 Отрицательные результаты поверки магнитометра оформить согласно Приказу Минпромторга России от 02.07.2015 № 1815 выдачей извещения о непригодности с указанием причины непригодности, свидетельство о предыдущей поверке аннулировать.

Исполнители:

Зам.зав. лаб. 261

Инженер II кат. лаб. 261

Приложение А (обязательное) Форма протокола поверки

Протокол поверки №___

• 1 Наименование и тип

Магнитометр вибрационный 7407 VSM

• 2 Заводской номер 740778082

• 3 Изготовитель Lake Shore Cryotronics, Inc., США

• 4 Принадлежит ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина», ИНН 6660003190

• 5 Метрологические характеристики:

Диапазон измерений магнитного момента, А м² (Гс см³)................0,070 - 0,085 (70 - 85)

Пределы допускаемой относительной погрешности, %.........................................±6,0

Максимальная напряженность магнитного поля создаваемого электромагнитом, не менее, кА/м (кЭ):

• - при комнатной температуре в зазоре 16,3 мм,...........................................1970 (24,8)

• - при комнатной температуре в зазоре 22,9 мм............................................1760 (22,1)

• - при комнатной температуре в зазоре 33 мм..............................................1440 (18,1)

• - при комнатной температуре в зазоре 38,1 мм............................................1300 (16,3)

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения напряженности постоянного магнитного поля, %:

• - при комнатной температуре в зазорах 16,3 мм и 22,9 мм

• - при комнатной температуре в зазоре 33 мм

• - при комнатной температуре в зазоре 38,1 мм

Максимальная напряженность магнитного поля, воспроизводимого катушками Гельмгольца, А/м (Э)....................................................................................7958 (100)

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения напряженности магнитного поля, воспроизводимого катушками Гельмгольца, %

Диапазон измерения электрического сопротивления, Ом.................................0,01-1,1

Предел допускаемого среднего квадратического отклонения (СКО) случайной составляющей относительной погрешности при измерении электрического сопротивления четырехзондовым методом, %

• 6 Номер по Госреестру _______________

• 7 Документ МП 105-261-2014 «ГСП. Магнитометр вибрационный 7407 VSM. Методика поверки»

• 8 Средства измерений, используемые при поверке:

• 9 Условия поверки: температура ____°C, влажность ______%

Результаты поверки

• 10 Результаты проверки внешнего вида и комплектности магнитометра соответствуют, не соответствуют требованиям 8.1 МП.

(ненужное зачеркнуть)

• 11 Результаты проверки сопротивления электрической изоляции магнитометра Электрическое сопротивление электрической изоляции магнитометра составляет МОм, что соответствует, не соответствует требованиям 8.2 МП.

(ненужное зачеркнуть)

• 12 Проверка идентификационных данных ПО

Идентификационные данные ПО соответствуют, не соответствуют требованиям 8.3 МП.

• 13 Результаты опробования соответствуют, не соответствуют требованиям 8.4 МП. (ненужное зачеркнуть)

14 Определение и относительной погрешности измерения магнитного момента

Таблица 1 - Результаты измерений и расчетов по определению относительной погрешно-сти при измерении магнитного момента

Относительная погрешность измерения магнитного момента соответствует, не соответ-

(ненужное зачеркнуть) ствует требованиям 8.5.6 МП.

15 Определение максимальной напряженности постоянного магнитного поля в зависимости от зазора между полюсами электромагнита

Таблица 2 - Результаты измерений максимальной напряженности магнитного поля

Значения максимальной напряженности магнитного поля соответствует, не соответствует

(ненужное зачеркнуть)

требованиям 8.6.5 МП.

16 Определение относительной погрешности измерения напряженности постоянного магнитного поля в электромагните

Таблица 3 - Результаты определения относительной погрешности измерения напря-женности магнитного поля в электромагните

Относительная погрешность измерения напряженности магнитного поля соответствует, не соответствует требованиям 8.7.6 МП.

(ненужное зачеркнуть)

17 Определение максимального значения напряженности постоянного магнитного поля, воспроизводимого катушками Гельмгольца

Таблица 4 - Результаты определения максимальной напряженности постоянного

Значения максимальной напряженности магнитного поля соответствует, не соответствует (ненужное зачеркнуть)

требованиям 8.8.4 МП.

• 18 Определение относительной погрешности напряженности постоянного магнитного поля, воспроизводимого катушками Гельмгольца

Таблица 5 - Результаты определения относительной погрешности напряженности постоянного магнитного поля

Относительная погрешность измерения напряженности магнитного поля соответствует, не соответствует требованиям 8.9.5 МП.

(ненужное зачеркнуть)

• 19 Определение диапазона и среднего квадратического отклонения случайной составляющей относительной погрешности при измерении электрического сопротивления четырехзондовым методом

Таблица 6 - Определение диапазона и среднего квадратического отклонения случайной составляющей относительной погрешности при измерении электрического сопротивления

четырехзондовым методом

Диапазон измерения электрического сопротивления соответствует, не соответствует

(ненужное зачеркнуть)

требованиям 8.10.5 МП.

Среднее квадратического отклонения случайной составляющей относительной погрешности при измерении электрического сопротивления четырехзондовым методом соответствует, не соответствует требованиям 8.10.6 МП.

(ненужное зачеркнуть)

Заключение по результатам поверки

• 20 Магнитометр вибрационный 7407 VSM соответствует, не соответствует требованиям

(ненужное зачеркнуть)

МП.

• 21 Магнитометр вибрационный 7407 VSM допускается, не допускается к применению.

(ненужное зачеркнуть)

• 22 Выдано свидетельство о поверке, извещение о непригодности от___________№________

(ненужное зачеркнуть)

Поверку проводил _____________ _________________

(подпись)                           (инициалы, фамилия)

Дата проведения поверки «_____»_________________20___г.

Организация, проводящая поверку _____________________

14